沙粒介入高速列车制动界面对摩擦块摩擦磨损行为的影响

针对沙区铁路的列车制动摩擦磨损问题,基于自主研制的高速列车制动摩擦磨损试验台,开展了戈壁沙、沙漠沙介入制动界面后影响摩擦块摩擦磨损行为的试验研究.重点探究了2种不同沙粒介入制动界面后摩擦块表面摩擦磨损特性的演变过程及其差异,结果表明:戈壁沙、沙漠沙的介入,都会破坏摩擦块表面的原始磨屑堆积层,进而改变界面接触状态及磨损特性.戈壁沙介入后的摩擦块表面不易形成稳定的摩擦层,且显露出更多的石墨成分,降低了界面摩擦系数及平均温度.而沙漠沙介入后,由于其粒径相对较小,在摩擦块表面堆积了更多的沙粒,形成了沙粒磨屑混合堆积层,这种堆积层增大了界面摩擦系数和平均温度,并对摩擦块基体材料造成严重损伤.

基于区间分块Q学习的智能车辆安全舒适刹车算法

针对当前智能汽车刹车场景下的安全与舒适性问题,提出一种基于区间分块的Q学习算法。首先在Q表中将前车加速度以一定间隔划分入等长区间,用区间中值做间隔来划分后车加速度。其次通过在安全条件下与加速度呈负相关的奖励设置,使智能体在保证安全的前提下尽量降低刹车加速度。最后在智能体训练的过程中遵循ε-贪心策略以减少随机性,在训练完毕后遵循贪心策略以最大程度利用智能体。将提出的算法与传统Q学习算法在三种常见道路场景上进行仿真测试。实验结果显示使用提出算法的智能车辆在刹车场景中安全率100%、平均刹车加速度小于2 m/s~2且能处理连续刹车加速度,表明提出的算法能够在确保智能汽车安全刹车的同时实现较低的刹车加速度。同时在连续刹车加速度与离线环境等复杂情况下,算法均能正常使用。

环保纤维型钻机刹车块制备及性能评价

传统石棉型钻机刹车块在高温工作条件下易脱落,且产生有毒致癌分解物。本文以环保纤维型材料制备的盘式钻机刹车块作为实验,各项性能实验结果,表明纤维型钻机刹车块的密度、冲击强度、摩擦系数、磨损率性能与石棉型钻机刹车块基本相似,符合行业标准要求,且制动导热温度比石棉型钻机刹车块低,因此,纤维型钻机刹车块性能稳定,使用寿命较长,利于作业人员健康及设备工作效率。

考虑摩擦块形状及轮轨蠕滑的列车制动黏滑振动行为分析

制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行.为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响,本文中针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块,在相对低速条件下开展了盘-块黏滑振动试验,辨识了盘-块界面的Stribeck摩擦参数,揭示了摩擦块形状、摩擦系数和盘-块界面黏滑振动之间的关系.进一步,建立了考虑盘-块摩擦、轮-轨黏着及轮-盘扭转的高速列车制动系统动力学模型,并将辨识的Stribeck摩擦参数集成到该动力学模型中,构建了盘-块界面摩擦特征与制动系统动态响应之间的关联.基于此,研究了摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响.结果表明,摩擦块形状通过改变盘-块界面摩擦特征,影响制动系统的黏滑振动响应及稳定性.此外,相比五边形摩擦块,采用六边形摩擦块制动系统的黏滑振动强度更低.

石油钻井机刹车块磨损实验及力学性能分析

在石油钻井操作中,刹车系统必须频繁地执行整体制动,这一过程中刹车块快速地将能量转化为热能,导致其表面温度剧烈升高,因此刹车块的耐磨和抗热退化能力对于维持系统的稳定性和安全性至关重要。对比在相同配方条件下添加玻璃纤维和石棉两种刹车块的耐磨性和热稳定性表现,找出性能更优的刹车块制作方法。在130~170 N的载荷和200 r/min速度下进行测试,结果表明,虽然两者的摩擦系数和磨损率的增长趋势相似,但在高负荷和持续摩擦环境中,玻璃纤维增强材料展现了更高的性能稳定性和更长的寿命,说明其在提高系统可靠性和降低长期维护成本方面潜力更大。

合成摩擦材料在轨道交通领域的应用与发展

合成摩擦材料以其重量轻、摩擦系数稳定、性能可调节性强等优点,成为轨道交通列车制动装置中的关键材料,主要产品应用于制动的合成闸片、合成闸瓦和用于踏面清扫及修形的研磨子。综合概述了合成摩擦材料在我国轨道交通领域的发展历程,详细介绍了3种产品的物理力学性能和摩擦性能特点,并就合成摩擦材料在铁路机车、城市轨道交通列车、动车组列车等轨道交通上的应用实例和发展情况做了分析。基于列车行驶和制动的复杂工况,对合成摩擦材料在使用过程中常见的金属镶嵌、裂纹、异常磨耗等问题进行成因剖析并提出解决策略。面对轨道交通“提速、重载、轻量化、安全”的发展趋势,提出合成摩擦材料在深化基础理论研究、更高速度等级应用及摩擦副匹配关系等方向的发展需求,为我国在合成摩擦材料的研究及应用提供参考和思路。

电梯块式制动器热-结构耦合仿真及其热疲劳寿命预测

电梯紧急制动工况下,块式制动器制动轮与闸瓦在摩擦生热作用下使制动器强度减弱,最终导致制动器热疲劳失效,因此制动器热疲劳寿命受热-结构耦合特性影响。通过对电梯块式制动器热-结构耦合仿真,得到制动器温度场和应力场相互耦合,且两者分布不均匀;同时考虑在紧急制动工况下制动轮与闸瓦接触表面轴向、径向以及周向三向对应力场的影响,并获取制动轮与闸瓦接触区域的三向应力分布,根据制动器热-结构耦合仿真结果分析确定紧急制动时制动器易发生热疲劳部位。在紧急制动工况下,基于制动轮材料的S-N曲线采用Manson-Coffin公式,完成紧急制动工况下制动轮的热疲劳寿命预测,为电梯制动器的优化设计和维护提供依据。

郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统匹配性研究

针对郑万高铁长大下坡道区段列控系统与闭塞分区划分不匹配导致列车ATP系统允许速度突降的问题,研究长大下坡道区段闭塞分区划分与列控系统的匹配性。基于CTCS2-200C和CTCS3-300H型列控车载设备软件制动模型进行仿真计算,得出郑万高铁长大下坡道区段闭塞分区符合性检算结果。经验证郑万高铁襄阳至万州段下行线反向闭塞分区长度CTCS2-200C检算结果存在不符合项两处;上行线反向轨道电路信息许可长度CTCS3-300H检算结果存在不符合项一处。由于反向运行为特殊运行场景,建议纳入铁路局列车运行管理办法,以解决检出问题对列车运行的影响。本项研究实现了跨专业技术融合验证闭塞分区设计与列控系统匹配性的方法,可供其他类似工程参考与借鉴。

重载铁路列控系统应答器布置方法

以重载铁路四显示自动闭塞线路为基础,考虑重载列车长度不固定、机车制动参数差异、机车控制设备切换等因素,研究重载铁路列控系统的应答器布置方法。分别根据区间应答器、出站应答器、连接应答器、预告应答器、执行应答器、注销应答器的不同应用要求,分析应答器布置过程中需满足的技术条件,建立满足重载铁路列控系统的应答器布置模型。与CBTC系统以及CTCS-2/3级列控系统应答器布置方法相比,该模型能够根据自身限制条件给出有效的应答器布置方案,以供设计人员参考。通过开发相关软件,结合准池线路实际工程应用,验证了应答器布置方案的可行性与高效性。

桐油改性酚醛树脂及其在刹车片中的应用研究

将苯酚和桐油在酸性条件下反应,然后在碱性条件下与甲醛反应制得桐油改性酚醛树脂。利用红外光谱、差示扫描量热法对桐油改性酚醛树脂的结构和固化过程进行研究,并测试其剪切强度、冲击强度和硬度等力学性能。结果表明,桐油改性酚醛树脂的剪切强度、冲击强度较未改性树脂大,硬度适中。将桐油改性酚醛树脂制成刹车片,测试其摩擦磨损性能。结果表明,刹车片的摩擦系数大、摩擦性能稳定、磨损率低。

腰果油改性酚醛树脂制备高性能刹车片的研究

以腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉为主要原料,通过对配方研究和筛选,制得了磨耗低,抗冲击强度高,硬度和摩擦系数适中,高温下抗热衰退明显的高性能载重汽车制动器内衬材料。电子显微镜分析表明,腰果油改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉可改善刹车片中无机纤维、颗粒的界面结合状况,导致试样的热分解、热衰退和热龟裂现象减少,有效地提高试样的耐磨性能和机械性能。同时该生产工艺可省去投资大、能耗高的密炼生产工序,投资少,可降低成本。

针状硅灰石和纤维状海泡石在摩擦材料中的应用

概述了摩擦材料在汽车工业中的前景 ;对硅灰石和海泡石进行了改性研究 ;重点研究了针状硅灰石和纤维状海泡石在摩擦材料中的应用。结果表明 。

粘合剂体系对高摩合成闸瓦摩擦磨损性能的影响

设计了橡胶改性酚醛树脂和酚醛树脂改性橡胶闸瓦,利用闸瓦1∶3制动试验台研究了树脂基和橡胶基作为高摩合成闸瓦的摩擦磨损性能,分析了2种粘结剂的增强效果。结果表明,橡胶基闸瓦摩擦温升小、摩擦因数高、性能稳定,磨耗量也仅为树脂基闸瓦的1/2,综合性能优于树脂基闸瓦。

纳米材料插层原位聚合腰果壳油甲酚醛树脂

用纳米材料和变联剂对腰果壳油甲酚醛树脂改性，合成出一种高性能的刹车片用的胶粘剂基料，确定了最佳配料比和合成工艺为：n（对甲酚）：n（腰果壳油）：n（交联剂）：n（甲醛）：n（纳米材料）=1.00：0．15：0．15：0．85：0．10，X（催化荆）=0．7％，反应时间为5．0h，反应温度为70-140℃。合成产品用FTIR、UV、TG检测，结果表明目标产品韧性好、强度高、耐热性好。

石油钻机盘式刹车块材料的磨损机制研究

为提高深井石油钻机盘式刹车副的摩擦磨损性能和使用寿命,研制开发了一种性能优良的无石棉盘式刹车块摩擦材料,通过变温摩擦磨损性能实验,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDAX)对刹车块磨损表面的形貌及元素成分进行分析,揭示了刹车块材料的摩擦学行为和磨损机制。结果表明,在磨损初期,刹车盘摩擦表面硬质凸峰对刹车块表面进行犁削;随着摩擦温度的升高,摩擦表面开始软化和膨胀,同时出现了氧化磨损;在高温磨损阶段,刹车块摩擦表面受摩擦热的严重影响,产生明显的软化和塑性流动,抗剪切的能力变弱,粘着磨损增强,同时刹车块中粘结剂的热分解作用增强,使各组分因失去胶粘作用而脱落,有机纤维处于流动状态,并产生明显的拉拔、剪切以及有机物的碳化、氧化现象。此外,在摩擦过程中,有机物的热裂解、热氧化、碳化、环化等作用,使摩擦表面层留下洞穴或裂纹,从而产生疲劳磨损。

碳纤维复合材料刹车片的发展及应用前景

本文介绍了刹车片材料发展的历程,基于密度低、制动性好等优越性的碳纤维复合材料刹车片的开发,以及碳纤维复合材料刹车片在汽车、列车、飞机产业的应用现状和应用前景。

石油钻机盘式刹车副材料的摩擦磨损性能研究

为提高深井石油钻机盘式刹车副的摩擦学性能和使用寿命,研制开发了新型刹车盘表面堆焊材料和无石棉刹车块摩擦材料,并通过变温摩擦磨损性能实验,研究了刹车副的摩擦学性能。研究表明,刹车副具有良好的变温摩擦特性和高温抗热衰退性能,高温下的摩擦因数比较稳定;刹车块和刹车盘的磨损率均随温度的升高而增大,但刹车盘表现出相对稳定的耐磨性能。载荷对刹车副的摩擦因数影响不大,变化比较平稳;刹车块和刹车盘的磨损率均随载荷的增大而增大,但刹车块表现出相对稳定的耐磨性。刹车副的摩擦因数随滑动速度的增加而增大,并趋向平稳;但速度对刹车块和刹车盘的磨损率影响不大,变化相对稳定。研制的刹车副材料能够满足石油矿场钻机作业的要求。

丁腈橡胶、腰果油改性酚醛树脂的研究

以丁腈橡胶粉和腰果油改性酚醛树脂为改性剂,通过对多种原料、橡胶助剂、摩擦性能调节剂的研究和配方筛选,制得高性能载重汽车刹车片内衬材料。该材料磨耗低、抗冲击强度高、硬度和摩擦系数适中、高温抗热衰退明显,生产过程中可省去投资大、能耗高的密炼工艺,具有重要的工业价值。

LZ-142汽车制动器衬片配方的筛选和试制

在对各种刹车片原料性能充分研究的基础上 ,通过二轮 12组配方的筛选和对摩擦系数 (μ)、摩擦系数允许偏差 (△μ)、磨损率 (V)、效能试验、衰退及恢复试验的详细测试及研究 ,筛选出质量高于国家标准 GB5 76 3,具有国内先进水平的 L Z- 142载重汽车刹车片配方。刹车片的摩擦系数 μ基本控制在 0 .30～ 0 .45之间 ;在各种温度条件下 ,摩擦系数μ稳定 ,摩擦系数允许偏差△μ小 ;热衰退 ,热膨胀和热龟裂现象很小 ;刹车片的磨损率 V也较小。此外 ,刹车片的硬度适中 ,恢复性能好。选取丁腈橡胶粉作为酚醛树脂的改性材料 ,可省去投资大 ,能耗高的密炼工艺。

200km/h高速客车蠕铁制动盘及合成闸片的研究

通过优化设计并进行了大量的试验,选择了综合性能优异的特种蠕墨铸铁作为制动盘材料。这种制动盘与半金属基合成闸片相匹配的摩擦副不仅结构合理,摩擦制动性能良好,而且安全可靠性较高,完全满足我国高速列车制动技术条件及《铁路主要技术政策》的规定。试验结果,刹车盘盘面光洁,无任何损伤和裂纹,能满足200￣250km/h高速列车的运行要求。